CN102170382A

CN102170382A - 一种数字家庭中通过智能网络监控家居终端设备的系统

Info

Publication number: CN102170382A
Application number: CN2011100809031A
Authority: CN
Inventors: 罗笑南; 杨艾琳; 徐武强; 刘海亮
Original assignee: Shenzhen Research Institute of Sun Yat Sen University
Current assignee: Shenzhen Research Institute of Sun Yat Sen University
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2011-08-31

Abstract

本发明公开一种数字家庭中通过智能网络监控家居终端设备的系统。该系统包括：传感器模块，用于负责终端设备的信息的采集，并将家庭内部采集到的信息转变为数字信号发送给协调器；协调器，用于接收传感器模块发送的数据，负责与其他网络节点交换控制信息和收发采集数据，存储和处理自身采集的数据以及其他节点发送来的数据，接收家居服务器发来的命令以及向家居服务器输出功能节点的信息；家居服务器，用于接收协调器发送的功能节点的信息，向远程监控模块输出信息供用户查看，向协调器发送命令；远程监控模块，用于根据家居服务器提供的信息进行监控，将命令通过互联网传输给家居服务器。本发明能够实现对家庭内部设备的管理，实现远程监控。

Description

一种数字家庭中通过智能网络监控家居终端设备的系统

技术领域

本发明涉及数字家庭技术领域，具体涉及一种数字家庭中通过智能网络监控家居终端设备的系统。

背景技术

当前智能家居成为新一代家居生活的代名词。网络化的无线智能家居控制系统是未来智能家居的发展方向，它能够提供标准化接口与无线网络互联功能，而且可以通过嵌入式通信协议，使得系统能够脱离传统PC实现家庭内部网络与因特网的互联。各种无线网络技术迅速发展，从广域网到基于IEEE802.1l系列的无线局域网、基于蓝牙的无线个人网、基于ZigBee的低速无线个人网，新网络技术标准不断涌现，给智能家居行业的设计赋予了一种全新的技术概念。同时，嵌入式系统的发展使未来智能家居的系统解脱了对PC的依赖，人们可以以更低的成本开发家居网关，并且家居设备和网关都能够以低功耗方式来运行，也降低了运作成本。

因此，人们希望提供一种通过智能网络监控家居终端设备的系统，希望可以实现更好的监控。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种数字家庭中通过智能网络监控家居终端设备的系统，能够通过协调器实现对家庭内部设备的管理，实现远程监控。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种数字家庭中通过智能网络监控家居终端设备的系统：

包括协调器、传感器模块、远程监控模块、家居服务器；

传感器模块，用于负责终端设备的信息的采集，并将家庭内部采集到的信息转变为数字信号发送给协调器；

协调器，用于接收传感器模块发送的数据，负责与其他网络节点交换控制信息和收发采集数据，存储和处理自身采集的数据以及其他节点发送来的数据，接收家居服务器发来的命令以及向家居服务器输出功能节点的信息，为网络节点的运行提供能量；

家居服务器，用于接收协调器发送的功能节点的信息，向远程监控模块输出信息供用户查看，向协调器发送命令；

远程监控模块，用于根据家居服务器提供的信息进行监控，将命令通过互联网传输给家居服务器。

可选的，所述协调器包括无线通信模块、微处理器模块、串口收发模块和电源模块；

无线通信模块负责与其他网络节点进行无线通信，交换控制信息和收发采集数据，接收传感器模块发送的数据；

微处理器模块实现安全可靠的通信协议，并存储和处理自身采集的数据以及其他节点发送来的数据；

串口收发模块完成接收家居服务器发来的命令以及向家居服务器输出功能节点的信息；

电源模块为网络节点的运行提供能量。

可选的，节点包括：电能采集节点、调光节点、温度采集节点及其他传感器节点。

可选的，所述远程监控模块设置在移动终端或计算机上。

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

本发明实现了移动终端对家庭中的各种设备远程控制、远程查询、集中管理的功能，将与家居生活有关的各种子系统有机结合在一起，通过智能网络进行监控，通过统筹管理，让家居生活更加轻松、更加智能化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明系统的结构示意图；

图2是本发明的网络监控示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种数字家庭中通过智能网络监控家居终端设备的系统，通过无线网络进行监控，能够通过网络协调器实现对家庭内部设备的管理，并实现远程监控。

本发明综合利用了以下家居无线网络通信技术：

1)家庭无线电射频技术(HomeRF)：

这是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线通信技术。这种技术的优点是部分产品无需重新布线，利用点对点的射频技术，实现对家电和灯光的控制，安装设置都比较方便，主要应用于实现对某些特定电器或灯光的控制，成本适中。

2)zigBee技术：

这是一种经济、高效、低速率的无线通信网络技术，它具有的低成本、低功耗、数据传输可靠、通信距离短等特点，恰恰符合家庭内部网络的要求，是最适合智能家居系统的组网技术，因此本系统采用了ZigBee技术来构建家居内部网络，使得家庭内部的各种监控设备节点之间及其与协调器节点之间通过ZigBee无线技术来进行信息交换。

以下结合附图对本发明方案进行详细介绍。

图1是本发明系统的结构示意图。

如图1所示，本发明系统包括：传感器模块、协调器、家居服务器、远程监控模块。

具体的：

1)协调器，主要包括无线通信模块、微处理器模块、串口收发模块和电源模块等四个部分。

串口收发模块主要完成接收家居服务器发来的命令以及向家居服务器输出功能节点的信息，并且在系统运行调试中也起了重要作用；

电源模块为网络节点的运行提供能量。

2)传感器模块是实现家庭内部各种监控等应用功能的核心部件，主要负责信息的采集，并将家庭内部采集到的信息如光信号、电信号、化学信号转变为数字信号送给协调器的微处理器模块。

这个主要在家居系统里面分配好设备节点，也就是把相应的家电里面安装芯片来监控，主要的节点有：电能采集节点、调光节点、温度采集节点及其他传感器节点等等。这些节点的信息可通过路由节点发送给协调器。参见图2所示。

3)家居服务器，用于接收协调器发送的功能节点的信息，向远程监控模块输出信息供用户查看，向协调器发送命令。

4)远程监控模块：

用于根据家居服务器提供的信息进行监控，将命令通过互联网传输给家居服务器。可以在用户移动终端上设置远程监控模块，包括安装一个应用程序通过互联网访问家居服务器上的数据和向家居服务器发送命令。

本发明系统可以实现以下功能：

A、家电控制

主要实现对家电的定时、开关和状态监测等功能。本系统的信息家电包括家用电脑、电视机、音响、电话、摄像机、VCD、饮水机、热水器、洗衣机、空调、冰箱、微波炉、电饭锅等。

B、安防控制

主要实现实时监控非法闯入、火警和煤气泄漏等的发生。

C、室内环境监测

D、家庭照明控制

对各种灯光按照用户的喜好，根据不同的场景，进行相应的控制

E、三表集抄水表、电表、煤气表三表的自动抄送及远传功能。

以下通过具体应用详细介绍本发明方案。

1、用户不在家中时的处理过程：

由手机用户或计算机用户远程登录家居服务器，输入IP地址，进入家庭监控网络页面。登录页面之后，用户可以通过家庭功能设置界面远程查看和控制家庭中的设备状态及信息，本系统具体分为家电控制、安防控制、室内环境、家庭照明、抄表系统五个子系统。用户可以根据自己的需要可以即时查看家居中个方面的情况，并可以进行控制。

例如室内环境的控制，对室内环境的温度、湿度、可吸入灰尘含量以及室内CO2气体的浓度进行检测；检测温度控制空调、湿度控制空调、加湿器、空气净化化置、窗户等家居设备的工作状态；对温度控制空调、湿度控制空调、加湿器、空气净化装置、窗户等家居设备状态进行控制；对室内的温度、湿度、可吸入灰尘含量以及室内CO2气体的浓度等指标进行调节；对人体红外辐射的检测。

经过室内检测再到家电控制对家电设备进行控制。当远程用户选择某个家电的状态“开”或“关″，按下提交按钮时，控制命令经过浏览器传送到家居服务器端，然后CGI程序解析申请的命令，通过串口程序向家庭内部控制网络的协调器发送命令请求帧，协调器收到帧信息后，根据节点ID查到对应设备的16位网络地址，再通过发送KVP帧把控制信息传送给终端设备，终端设备执行相应操作，并返回响应信息，协调器将家电执行结果返回给家居服务器，家居服务器并把家电的状态界面返回给远程终端。

2.用户没有登录系统时的处理过程：

整个智能家居监控系统能够对家用电器的完成开关量的控制，还能够对三表(水表、电表、燃气表)进行无线抄表，最重要的是可监测来自家庭安防传感器(火警、煤气泄露)的数据，以备物业等部门监控。传感器模块是实现家庭内部各种监控等应用功能的核心部件，主要负责信息的采集，并将家庭内部采集到的信息如光信号、电信号、化学信号转变为数字信号送给微处理器。

如果家里发生异常的情况，例如火警，系统会对室内的煤气、烟雾、温度变化进行检测，判断分析后，便会马上通知手机用户，同时会马上报警，手机用户是与该系统绑定的，并且做出一定的处理，使一定数量的家居移离火源，保证家中的损失减少到最少。家里发生其他问题时，如有小偷闯入，系统会对各室内的窗磁、门磁、玻璃破碎进行探测，对门锁反锁状态、门铃进行检测，并会根据实际情况进行报警。

三秒集表功能主要是指水表、电表、煤气表三表的自动抄送及远传功能。自动抄录有效克服水、电、煤气的“跑、冒、滴、漏、偷”的问题，降低了相关部门的管理人员的工作强度，提高了工作效率，数据清晰，出错率少之又好，方便了用户。用户也可以随时查看水表，电表，煤气的数据，系统还会根据数据自动计算当月所需的费用，这样用户就可以了解用户各种能源的使用及费用，提醒用户节约用水，用电，用煤气。用户还可以自己设置使用量，规定自己每月使用多少能源，超出了，系统也会自动提醒用户。

由于系统是非常智能的，家庭照明就充分显示了这个功能。当用户离开房间时会自动关灯，进入房间时又会自动开灯。系统还会根据不同的环境气氛安排不同的灯光，如节日，用户可以通过系统设置不同的灯光效果，让房子充满节日气氛。夜间起床，系统会自动开启弱光亮度；看书，学习的时候，用户可以用手机进入系统，选择家电控制的灯光，里面便会有不同的选项，有节日、学习、娱乐。只要选择学习中的看书，系统就会根据你所在的位置调整灯光亮度，保护眼睛。当你看书的时间过长，系统会调低灯光亮度并打响还会打响你身边的电话提醒你要休息一下。如果家中有小孩，用户为了防止小孩太晚睡，可以设置孩子房间的灯的开关时间(夜间起床，弱光开启不变)。

对于家庭环境，系统会根据人的舒适，自动调节室内的温度，调节空调，也会测量出室内的湿度、可吸入灰尘含量以及CO2的浓度。晚上睡觉的时候，通常CO2浓度较高，所以晚上系统会自动控制造氧系统，把CO2进行处理分解，造出氧气。在夏天，如果家中的人从外面回来，智能系统为了保证人的身体健康，是不会马上开空调的，它先会慢慢降低温度，并吹出适量的风，让人感到舒适而不是像现在的那些空调那样，一下子把空调调得很低。而在冬天，系统还会长时间让房子处于保暖状态。用户还可以在回家前进入系统进行调节。

综上所述，本发明实现了对家庭中的各种设备远程控制、远程查询、集中管理的功能，其中主要包括家电控制、安防控制、家庭照明控制、环境监测、三表集抄等功能模块。本发明智能家居系统监控利用先进的计算机技术、网络通信技术和综合布线技术，将与家居生活有关的各种子系统有机结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加轻松、更加智能化。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，提供舒适的安全、高品位的家庭生活空间，还提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效管理家庭设备，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。

以上对本发明实施例所提供的一种数字家庭中通过智能网络监控家居终端设备的系统，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种数字家庭中通过智能网络监控家居终端设备的系统，其特征在于：

包括协调器、传感器模块、远程监控模块、家居服务器；

2.根据权利要求1所述的数字家庭中通过智能网络监控家居终端设备的系统，其特征在于：

所述协调器包括无线通信模块、微处理器模块、串口收发模块和电源模块；

电源模块为网络节点的运行提供能量。

3.根据权利要求1或2所述的数字家庭中通过智能网络监控家居终端设备的系统，其特征在于：

节点包括：电能采集节点、调光节点、温度采集节点及其他传感器节点。

4.根据权利要求1或2所述的数字家庭中通过智能网络监控家居终端设备的系统，其特征在于：

所述远程监控模块设置在移动终端或计算机上。